文/蘇平·FM 記者
汽車作為改變世界的機(jī)器,一直以來,由于其具有很強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度,汽車制造業(yè)也被視為一個國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。而沖壓工藝作為四大工藝之首,在汽車制造領(lǐng)域一直占據(jù)著舉足輕重的地位。如今,隨著汽車制造業(yè)進(jìn)入了新的發(fā)展階段,模塊化沖壓技術(shù)、模具新材料、特種沖壓成形,計算機(jī)輔助技術(shù)都極大的促進(jìn)了沖壓技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步,這在很大程度上對汽車沖壓件的質(zhì)量和成本產(chǎn)生了直接而重要的影響。
而伴隨著汽車工業(yè)網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、全球化的不斷深入,汽車沖壓工藝和模具技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)與先進(jìn)制造工藝、智能技術(shù)、電子信息、計算機(jī)集成技術(shù)等眾多學(xué)科相互交叉、緊密結(jié)合,這也為汽車制造未來的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。面對汽車制造業(yè)的新時期,也為了了解更多當(dāng)下汽車沖壓工藝和模具技術(shù)的發(fā)展,本期《鍛造與沖壓》記者有幸采訪到了北汽福田汽車股份有限公司(以下簡稱“福田汽車”)副總工藝師田卓華先生,聽他給我們分享福田汽車這么多年來在沖壓領(lǐng)域的成果以及他對汽車沖壓工藝未來發(fā)展的思考。
福田汽車成立于1996 年,是集研發(fā)、試驗、制造、場景營銷、個性化訂制、家電式服務(wù)為一體,以全系列商務(wù)車輛為核心產(chǎn)品的集團(tuán)化公司。公司在成立之初就以客戶價值為導(dǎo)向,以大力發(fā)展中國自主品牌為企業(yè)目標(biāo),目前已形成了涵蓋整車制造、核心零部件、汽車金融、車聯(lián)網(wǎng)、福田電商為一體的汽車生態(tài)體系,現(xiàn)已成為我國品種最全、規(guī)模最大的商用車企業(yè)之一。
福田汽車的沖壓業(yè)務(wù)最早可追溯到北汽摩懷柔汽車廠,是在其沖壓平臺的基礎(chǔ)上拓展建立而來。經(jīng)過20 多年的發(fā)展,目前福田已擁有7 條大中型沖壓生產(chǎn)線,其中,2011 年福田第一條大型覆蓋件沖壓自動化生產(chǎn)線順利投產(chǎn),2012 年公司又引進(jìn)了日本6000t 卡車縱梁生產(chǎn)線,年消耗鋼板可達(dá)到65000 噸(不計縱梁,僅重卡覆蓋件沖壓件)。在2020 年疫情期間,福田汽車勵精圖治、攻堅克難,實現(xiàn)產(chǎn)銷70 萬輛,2020 年度商用車全國銷量第一,之后隨著產(chǎn)能的陸續(xù)提升,時代超卡、奧鈴微卡等品牌也都成為福田新的經(jīng)濟(jì)增長點,2021年累計銷量將突破1000 萬輛。
福田汽車自成立伊始,始終重視沖壓技術(shù)的發(fā)展。經(jīng)過25 年的開發(fā)實踐,公司建立起完整的沖壓業(yè)務(wù)體系,并全面掌握了整車車身沖壓件的開發(fā)技術(shù)。像在新產(chǎn)品M4、TM 輕卡及中卡系列車身的開發(fā)過程中,運用并行工程使產(chǎn)品設(shè)計和沖壓工藝在早期緊密結(jié)合,諸如產(chǎn)品合并設(shè)計、沖壓合并布局、激光拼焊板拉延、高強(qiáng)度鋼減重等等,使得整車在安全、減重、節(jié)能、低碳、環(huán)保等方面都取得巨大成效。此外,福田汽車在沖壓車間建立起完整的模具調(diào)試、維修體系,將日常維護(hù)和年度大修相結(jié)合,并為關(guān)鍵模具建立檔案,安排下線專人檢查維護(hù),提前將風(fēng)險排除在沖壓作業(yè)之外,確保沖壓生產(chǎn)安全、穩(wěn)定,產(chǎn)品質(zhì)量滿足標(biāo)準(zhǔn)。
眾所周知,沖壓工藝和模具技術(shù)密不可分,而隨著汽車的更新?lián)Q代速度加快,每一次的更新?lián)Q代都需要開發(fā)相應(yīng)的專用模具和增加必要的生產(chǎn)線。因此,在沖壓生產(chǎn)中,如何快速穩(wěn)定的開發(fā)模具、提高沖壓生產(chǎn)效率是沖壓技術(shù)中的主要課題。
福田汽車十分注重模具技術(shù)的發(fā)展和積累,并一直聚焦于模具開發(fā)環(huán)節(jié)問題的解決和標(biāo)準(zhǔn)的制定,正如田卓華講的,“核心技術(shù)不是輕易學(xué)得來的,只有經(jīng)歷過、想進(jìn)步、思考過的才有可能一通百通、舉一反三、靈活變通,最后達(dá)到極致完美?!倍槍υ跊_壓生產(chǎn)過程中量產(chǎn)模具出現(xiàn)的各種“痛點”,田卓華總結(jié)到:“量產(chǎn)模具大致有拉毛、毛刺、廢料阻塞、破裂吸頸四個‘痛點’。對于拉毛來講,其主要是與模具選材和熱處理有關(guān),屬于物理粘結(jié)現(xiàn)象,但再怎么嚴(yán)重,目前還是有技術(shù)可以杜絕的,比如產(chǎn)能在10 ~20 萬的可以鍍鉻,超過30 萬的,可以選擇PPD等等。其次就是毛刺,毛刺是一個老問題,有很多的業(yè)內(nèi)人士講,沒有毛刺就沒有沖壓件,雖然不能說全對,但確有內(nèi)涵;毛刺主要與模具的材質(zhì)、動態(tài)的間隙、刃帶的精度有關(guān),但如果是應(yīng)急生產(chǎn),完全可以手工去毛刺,不至于停線,之后可以線下維護(hù)處理。廢料阻塞是這幾點中最棘手的,這點必須要停線打通,而這就降低了線上的效率,并且也增加了模具的安全風(fēng)險;這個問題源頭主要出在沖壓工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計,因此要多研究和關(guān)注廢料的下滑形式和阻塞模態(tài),工藝設(shè)計時要規(guī)避異形較大的廢料,在保證順利下滑前提下,廢料尺寸越小越好;并且模具結(jié)構(gòu)設(shè)計要考慮到極端不利的情況,即廢料尺寸大于滑道某一截面開口尺寸;不過這也與廢料下滑姿態(tài)是否易翻轉(zhuǎn)、立起有關(guān),有的不易翻轉(zhuǎn),有的轉(zhuǎn)向翻身很容易,而只要某一姿態(tài)大于開口就會引發(fā)阻塞。最后一個是破裂和吸頸,這點取決于沖壓工藝設(shè)計和產(chǎn)品結(jié)構(gòu),因此前期要充分關(guān)注,后序才能暢通無阻;CAE 未必萬能,因為有時模具受力要變形,而虛擬軟件系統(tǒng)視動態(tài)模具為剛體,這時候需要設(shè)計師主動降低一級材質(zhì)分析、增大摩擦系數(shù)、調(diào)整拉整關(guān)系??傊?,產(chǎn)品設(shè)計解決不了的,工藝解決;工藝到極致解決不了的,還得產(chǎn)品設(shè)計解決。”
隨著科技的發(fā)展,汽車行業(yè)無論是產(chǎn)品還是市場的智能化發(fā)展都已經(jīng)成為必然的趨勢,而5G 與信息流等時代的到來,也為汽車行業(yè)帶來了更多的機(jī)遇與更大的挑戰(zhàn)。面向全新的信息流時代,如何順信息流而上,完成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略的升級轉(zhuǎn)型是每個轉(zhuǎn)型企業(yè)需要思考的問題。
當(dāng)記者問及福田汽車如何推進(jìn)沖壓車間智能化和互聯(lián)網(wǎng)升級轉(zhuǎn)型時,田卓華說道:“智能化改造,福田在這方面一直不遺余力,像采用間歇或百分百自動化破裂吸頸缺陷檢測,能提高產(chǎn)品質(zhì)量,減少個別廢品流入裝焊線,降低對人的依賴;或是在沖壓線尾采用自動化碼放,實現(xiàn)機(jī)器人抓取、裝箱,大幅度減少人工搬運,節(jié)約人力資源。而在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方面,福田汽車以沖壓車間為紐帶,借助互聯(lián)網(wǎng)平臺,將異地客戶需求、庫存產(chǎn)量、現(xiàn)生產(chǎn)能力等直觀、動態(tài)地顯示在沖壓現(xiàn)場,并可上接原料企業(yè),下聯(lián)車身焊裝、涂裝,實現(xiàn)互聯(lián)互通、數(shù)據(jù)共享、智能制造,不僅能提高生產(chǎn)效率,還可進(jìn)一步降低庫存,減少積壓浪費,規(guī)避產(chǎn)品斷線。此外,福田在線上也一直加速構(gòu)建其汽車產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài),像在2020 中國制造業(yè)雙創(chuàng)發(fā)展高峰論壇上福田汽車發(fā)布的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)——智云平臺(FOTON-ICLOUD),旨在提供更多場景化的商用車智能制造解決方案?!?/p>
對于新時期下沖壓行業(yè)的現(xiàn)狀和未來,田卓華分析:“目前我國已慢慢進(jìn)入老齡化階段,沖壓行業(yè)面臨著青黃不接的局面,因此,減少人工環(huán)節(jié)、大幅進(jìn)行沖壓智能化改造很有必要,而價值鏈互聯(lián)互通、質(zhì)量檢驗智能化、庫存與需求數(shù)字化是提高沖壓作業(yè)效率、降低成本的必由之路;并且就現(xiàn)在來看,盡管我國汽車銷量有逐年放緩的趨勢,但人口分布、城市布局、低碳排放、疫情等等,都是制約汽車產(chǎn)量上升的因素,尤其面向中西部次發(fā)達(dá)地區(qū)及鄉(xiāng)村,汽車銷量仍有巨大空間,只是受疫情影響增長較緩,因此,只要汽車有量,沖壓就永遠(yuǎn)在業(yè)。而沖壓由于受自動化和人力因素的影響,誰越早投資、改造沖壓線,誰就越能在未來的市場占領(lǐng)先機(jī)?!?/p>
在談到公司新的一年里如何發(fā)展時,田卓華表示,福田汽車的愿景是成為一家科技與品質(zhì)領(lǐng)先的世界級商用車企業(yè),而2021 年是福田汽車成立25 周年,也是“十四五規(guī)劃”的開局之年。新一年里福田汽車將加大產(chǎn)品的研發(fā)投入,打造拳頭產(chǎn)品,強(qiáng)化場景研究,精準(zhǔn)需求定義,成就客戶價值,實現(xiàn)產(chǎn)品的持續(xù)引領(lǐng);其次將搭建線上+線下全域深度分銷體系,深耕區(qū)域和客戶市場,持續(xù)提升營銷力,引領(lǐng)市場增長;最后激發(fā)內(nèi)生動力,精益供應(yīng)鏈管理,應(yīng)對市場變局,持續(xù)推進(jìn)價值鏈變革,圍繞滿足客戶價值需求,全力沖刺千萬輛目標(biāo),實現(xiàn)福田汽車的躍升發(fā)展,共同開啟X 新世代。